[发明专利]一种基于四旋翼的风机叶片检测装置

说明书

本发明公开了一种基于四旋翼的风机叶片检测装置，包括并联爬行机构、四旋翼飞行系统、真空吸附系统、检测装置和控制系统，并联爬行机构包括动平台、推杆和静平台，推杆通过万向节与动、静平台相连；四旋翼飞行系统包括旋翼电机、旋翼电机支撑柱、电子调速器、飞行控制系统和电力供应系统；真空吸附系统包括吸盘、气路、电磁阀与真空泵，用于提供吸附力；检测装置包括微型摄像机、超声波探伤探头以及将其固定并与下平台电池板连接的支架；控制系统为嵌入式系统，控制整个系统的协调运作。本发明可代替人工进行危险的高空作业；使用四旋翼飞行器和并联机构作为载体，可降落、附着在表面曲率不大的风机叶片表面，并进行扫描检测和移动。

技术领域

本发明涉及一种风机叶片检测装置，具体地，涉及到一种基于四旋翼的风机叶片检测装置。

背景技术

传统能源的不断消耗和环境问题的加重，使风力发电等新能源的应用与开发显得迫在眉睫。风力发电机是风能应用的核心设备。然而，在风力发电机组的使用过程中，由于叶片失效引起一系列连锁的零件破坏，将造成停机或更为重大的损失。针对风机叶片的故障预检测和维护的研究一直都在进行中。现阶段的应对方法常采用定期停机拆卸检查以及基于声发射技术的在线监测网络。实际上这两种方法的使用价值和应用前景都存在一定的局限性。对此，本发明提出借助于四旋翼飞行器，基于超声波探伤和振动分析原理，对风机叶片进行现场无损检测。该方案有望在中等风力条件下，对大量的风力发电机组提供快速简便的故障预测，以避免突发故障造成的一系列连锁安全事故和不必要的经济损失。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可灵活使用的基于四旋翼的风机叶片检测装置。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种基于四旋翼的风机叶片检测装置，其特征在于：包括并联爬行机构、四旋翼飞行系统、真空吸附系统、检测装置和控制系统，其中：

所述并联爬行机构包括动平台、推杆和静平台，所述推杆通过万向节将推杆的两端与所述静平台相连接；

所述四旋翼飞行系统包括旋翼电机、旋翼电机支撑柱、桨叶、电子调速器、飞行控制器、电力供应系统，其中旋翼电机支撑柱紧固连接于所述静平台上，所述旋翼电机紧固连接于所述旋翼电机支撑柱上，所述桨叶固定于所述旋翼电机的输出轴，所述电子调速器固定于所述静平台的适当位置，所述飞行控制器固定于动平台上板，所述电力供应系统安装于动平台底板；

所述真空吸附系统采用吸盘通过气管与电磁阀、真空泵相连，通过真空发生装置与多个吸盘的组合产生负压以提供吸附力，多个吸盘分别与动平台、静平台连接，提供支撑和吸附力；

所述检测装置包括微型摄像机、超声波探伤探头以及将其固定并与动平台底板连接的支架；

所述控制系统包括上位机、下位机，其中所述下位机设置于动平台上。

上述技术方案中，所述并联爬行机构为3-UPU并联机构，当静平台固定时动平台有3个平动自由度，当静平台吸附时，所述动平台由推杆驱动进行3个方向的平移运动或者动平台和静平台交替吸附，完成爬行动作。

上述技术方案中，所述动平台下方连接有动平台底板，所述动平台底板用于固定吸盘、探伤探头和电池，所述动平台上固定有飞行控制器、主控制器、真空泵、电磁阀。

上述技术方案中，所述静平台采用双层板设计，所述静平台的上面通过旋翼电机支撑柱固定旋翼电机和桨叶，用于提供飞行的动力装置。

上述技术方案中，所述吸盘末端带有球铰，适应曲面着陆面。

上述技术方案中，所述上位机和所述下位机之间通过无线串口进行通讯，所述下位机控制推杆伸缩、真空发生装置的通断、接受传感器探伤数据、与上位机通讯并接受控制命令。

上述技术方案中，所述上位机为计算机。